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新疆連橋物流園鐵路線項目電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

 更新時間:2019-11-25 點擊量:223

安科瑞 蔣超萍
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要:本文簡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理,分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在新疆連橋物流園鐵路線項目中的實例介紹,闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及其重要意義。

關(guān)鍵詞: 電氣火災(zāi);剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器;電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備;Acrel-6000/B;新疆連橋物流園。

0 概述

     新疆連橋物流有限責任公司鐵路線擬接軌于蘭新線已關(guān)閉的樂土驛站,主要為新疆工業(yè)園區(qū)塔西河產(chǎn)業(yè)園及瑪河產(chǎn)業(yè)園、旱卡子灘聚集區(qū)重點企業(yè)原料到達和產(chǎn)成品發(fā)送提供運輸服務(wù)。鐵路線全線位于新疆瑪納斯塔西河工業(yè)園內(nèi),G312國道以南,蘭新鐵路以北。本線是完善瑪納斯縣工業(yè)園交通基礎(chǔ)設(shè)施、提高貨物運輸效率、節(jié)約企業(yè)運輸成本的需要,為提升企業(yè)核心競爭力、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。

新疆連橋物流園鐵路線項目使用了ARCM200L-J8剩余電流式火災(zāi)探測器6只,安裝于低壓配電房內(nèi)的低壓柜上?,F(xiàn)場電氣火災(zāi)探測器采用總線方式接至消控中心的Acrel-6000/B壁掛式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有安裝運輸方便、性價比高、維護方便等優(yōu)點。 

1 參考標準

 近年來,國家為了加大電氣火災(zāi)監(jiān)控防范的力度,相繼制訂或修改了一批相關(guān)標準規(guī)范,加強對電氣火災(zāi)的預(yù)防。主要有:

(1).GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》,在條文11.2.7里規(guī)定:下列場所宜設(shè)置剩余電流動作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。這些場所包括各種類型的影劇院、館所、倉庫、住宅小區(qū)、醫(yī)院、商店、學(xué)校等等。

(2).國家標準《建筑電氣火災(zāi)預(yù)防要求和檢測方法》有關(guān)條文也明確要求“應(yīng)在電源進線端設(shè)置自動切斷電源或報警的剩余電流動作保護器”。

(3).電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品應(yīng)滿足:GB14287.1-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備》、 GB14287.2-2014《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》、GB14287.3-2014《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》

(4).電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運行應(yīng)滿足GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》

(5).電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的供電應(yīng)滿足GB50052《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的要求

(6).電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》的要求(暫行規(guī)定)

2 系統(tǒng)組成

根據(jù)國家標準GB14287-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》以及相關(guān)規(guī)范《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法》(暫行規(guī)定),則電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括:電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器以及測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器等三個基本產(chǎn)品種類所組成。

剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。各電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入壁掛式主機。

系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

 

1)站控管理層

站控管理層針對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口,也是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備,如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析、處理,并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應(yīng)現(xiàn)場運情況。

監(jiān)控主機:用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口,進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

UPS:保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電,在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時,保證站控管理層設(shè)備的正常運行。

后臺監(jiān)控設(shè)備設(shè)置在消控中心。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

        通訊介質(zhì):系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線,以RS485接口,MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機的實時通訊。

3)現(xiàn)場設(shè)備層

 現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要為ARCM200L-J8剩余式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。ARCM200型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器,是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計的,通過對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度、過電流、過電壓等火災(zāi)危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理,從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。產(chǎn)品采用*的微控制器技術(shù),集成度高,體積小巧,安裝方便,集智能化,數(shù)字化,網(wǎng)絡(luò)化于一身,是建筑電氣火災(zāi)預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。產(chǎn)品符合 GB14287.2-2014《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分:剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》的標準要求。

現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端,向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量探測器擔負著基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù),其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。便于運行人員監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài),故障報警等情況,有效預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生。

 

3系統(tǒng)特點和工作原理

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的特點在于剩余電流監(jiān)控方面屬于前期預(yù)報警系統(tǒng)。與傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)不同,電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)早期報警是為了避免損失,而傳統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是為了減少損失。所以,這就是說為什么不管是新建或是改建工程項目,尤其是已經(jīng)安裝了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的單位,仍需要安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的根本原因。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)測量剩余電流和溫度兩個物理量。

剩余電流測量是根據(jù)基爾霍夫電流定律:在同一時刻,電路中流入和流出一個節(jié)點的電流矢量和為零。以TN-S系統(tǒng)為例,將A/B/C/N同時穿過剩余電流互感器,當系統(tǒng)未發(fā)生漏電時,流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和為零,此時,剩余電流互感器感應(yīng)出的二次電流也為0;當某相對大地發(fā)生漏電,此時流入和流出剩余電流互感器的電流矢量和不再為零,其大小等于從大地流走的電流即漏電流。此漏電信號通過剩余電流互感器的二次接線傳輸至電氣火災(zāi)探測器,經(jīng)運算放大、A/D轉(zhuǎn)換后送入CPU,經(jīng)過一系列算法后,對變化的幅值進行分析、判斷,并與報警設(shè)定值進行比較,若超出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。

溫度測量采用溫度傳感器,一般采用Pt100傳感器進行測量。該種類型的溫度傳感器測溫穩(wěn)定、量程范圍大,適合在現(xiàn)場監(jiān)測線纜溫度和環(huán)境溫度使用。當溫度發(fā)生變化時,Pt100自身阻值發(fā)生同比例變化,將該電阻信號傳輸?shù)诫姎饣馂?zāi)探測器,經(jīng)過一系列信號轉(zhuǎn)化和運算后,將結(jié)果同溫度報警定值進行比較,若超出定值則發(fā)出聲光報警信號并上送至后臺電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備。

 

4 系統(tǒng)介紹

       

 

 

 

 

 

 Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是本公司自主研發(fā)的用于接收剩余電流式電氣火災(zāi)探測器等現(xiàn)場設(shè)備信號,以實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)shi、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)應(yīng)用于大型商場、生活小區(qū)、生產(chǎn)基礎(chǔ)、辦公大樓、商場jiu店等區(qū)域的消防控制中心,對分散在建筑內(nèi)的探測器進行遙測、遙調(diào)、遙控、遙信,方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理jiu'本系統(tǒng)采用標準的Modbus現(xiàn)場總線將具有通信功能的探測器相互連接起來,當現(xiàn)場保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設(shè)定值時,能發(fā)出報警信號、控制信號,能指示報警部位并保存報警信息。

主要技術(shù)參數(shù)

(1).電源:                                                              

① 額定工作電壓AC220V(-15% ~ +10%)

② 備用電源:主電源欠壓或停電時,維持監(jiān)控設(shè)備工作時間 ≥4小時

(2).工作制:

24小時工作制

(3).通訊方式:

RS485總線通訊,Modbus-RTU通信協(xié)議,傳輸距離1km,可通過中繼器延長通訊傳輸距離

(4).監(jiān)控容量:

① 監(jiān)控設(shè)備可監(jiān)控200個監(jiān)控單元(探測器)

② 可配接ARCM系列監(jiān)控探測器

(5).監(jiān)控報警項目:

① 剩余電流故障(漏電):故障單元屬性(部位、類型)

② 溫度報警(超溫): 故障單元屬性(部位、類型)

③ 電流故障(過流): 故障單元屬性(部位、類型)

監(jiān)控報警響應(yīng)時間: ≤30s

監(jiān)控報警聲壓級(A計權(quán)):≥70dB/1m

監(jiān)控報警光顯示:紅色LED指示燈,紅色光報警信號應(yīng)保持,直至手動復(fù)位

監(jiān)控報警聲信號:可手動消除,當再次有報警信號輸入時,能再次啟動

(6).故障報警項目:

① 監(jiān)控設(shè)備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路

② 監(jiān)控設(shè)備主電源欠壓或斷電

③ 給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路

故障報警響應(yīng)時間:≤100s

監(jiān)控報警聲壓級(A計權(quán)):≥70dB/1m

監(jiān)控報警光顯示:黃色LED指示燈,黃色光報警信號應(yīng)保持至故障排除

故障報警聲信號:可手動消除,當再次有報警信號輸入時,能再次啟動

故障期間,非故障回路的正常工作不受影響

(7).控制輸出:

報警控制輸出:1組常開無源觸點,容量:AC250V 3A或DC30V 3A

(8).自檢項目:

① 指示燈檢查:報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈

② 顯示屏檢查

③ 音響器件檢查

自檢耗時 ≤60s

(9).事件記錄:

① 記錄內(nèi)容:記錄類型、發(fā)生時間、探測器編號、區(qū)域、故障描述,可存儲記錄不少于2萬條

② 記錄查詢:根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢

(10).操作分級:

① 日常值班級:實時狀態(tài)監(jiān)shi、事件記錄查詢

② 監(jiān)控操作級:實時狀態(tài)監(jiān)shi、事件記錄查詢、探測器遠程復(fù)位、設(shè)備自檢

③ 系統(tǒng)管理級:實時狀態(tài)監(jiān)shi、事件記錄查詢、探測器遠程復(fù)位、設(shè)備自檢,監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)查詢、監(jiān)控設(shè)備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除

(11).使用環(huán)境條件:

① 工作場所:消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所(配電室)、有人值班的房間內(nèi)墻壁上

② 工作環(huán)境溫度:0℃~40℃

③ 工作環(huán)境相對濕度:5%~95%RH

④ 海拔高度:≤2500m

基本功能

(1).監(jiān)控報警功能:

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的漏電、溫度信息,報警時發(fā)出聲光報警信號,同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮,顯示屏指示報警部位及報警類型,記錄報警時間,聲光報警一直保持,直至按顯示屏“復(fù)位”按鈕遠程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用顯示屏“消聲”按鈕手動消除。

(2).故障報警功能:

通訊故障報警:當監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障時,監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示,同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮,并發(fā)出故障報警聲音。

電源故障報警:當主電源或備用電源發(fā)生故障時,監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息,可進入相應(yīng)的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

(3).自檢功能:

檢查設(shè)備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

(4).報警記錄存儲查詢功能:

當發(fā)生漏電、超溫報警或通訊、電源故障時,將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中,當報警解除、排除故障時,同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

(5).電源功能:

當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時,監(jiān)控設(shè)備可自動切換到備用電源工作,當主電源恢復(fù)正常供電時,自動切回到主電源,切換過程中保證監(jiān)控設(shè)備連續(xù)平穩(wěn)運行。

(6).對探測器控制功能:

通過監(jiān)控軟件操作,可對連接到本設(shè)備的所有探測器進行遠程復(fù)位控制。

(7).權(quán)限控制功能:

為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行,監(jiān)控設(shè)備軟件操作權(quán)限分為三級,不同級別的操作員具有不同的操作權(quán)限。

5總結(jié)

    電氣火災(zāi)事故嚴重危害人們的生命和財產(chǎn),隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和生活水平的大幅度提高,用電設(shè)備不斷增多以及用電負荷的不斷加大,隨之因電氣原因?qū)е碌幕馂?zāi)事故也在逐年攀升。

    Acrel-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能準確、全天候地監(jiān)測線路中的漏電、電流、溫度等變化。當線路中發(fā)生異常時,可迅速發(fā)出報警信號并準確報出故障點,并通知電氣專業(yè)人員及時排查電氣火災(zāi)隱患,不讓線路帶故障及異常運行,把看不見摸不著的用電情況變成可視的數(shù)字化監(jiān)控,從而把電氣火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài),為有效預(yù)防電氣火災(zāi)提供了解決方案。    

作者簡介:

蔣超萍(1989-),女,漢族,本科,工程師,主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)

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